[发明专利]一种激光检测连铸坯表面振痕的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金检测分析技术领域。特别涉及一种激光检测连铸坯表面振痕的方法。

背景技术

振痕是在铸坯表面形成的有规律间隔的凹陷，是连铸坯的特有表面现象。它作为铸坯表面裂纹、皮下夹渣和偏析等缺陷的主要发源地，严重影响连铸坯的表面质量。同时，振痕的危害也是多方面的：振痕较深时可能在矫直时产生横裂，严重时将引起拉漏；振痕谷底的夹渣、成分偏析将影响轧材的成分均匀和力学性能等；因此，能够实现精确测量观察振痕深度、间距和形貌的方法尤为重要。

目前，常用的振痕深度检测方法是利用轮廓测定仪器在铸坯表面行走，得到一段波形，通过分析波形得到振痕深度的变化。但该方法有一个明显的缺点，即无法从整体上具体观察和研究振痕形貌及分布。再者就是采用传统的光学显微镜进行铸坯振痕的观测，而传统的光镜观测是在场光源下对标本一次成像，标本上每点的图像都会受到相邻点衍射光和散射光的干扰，因此，不能得到准确、清晰的振痕形貌图。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光检测连铸坯表面振痕的方法。解决了现有技术无法获得清晰的振痕形貌、无法从整体上测量振痕深度和间距的问题。

本发明采用激光作为光源，利用计算机软件采集和分析处理激光信号数据，以点扫描的方式精确测量连铸坯表面振痕任意点处的深度和间距，同时能够清晰观测到连铸坯表面振痕二维、三维形貌。为了解决上述技术问题，具体技术步骤如下：

1）将连铸坯振痕样品放在激光共聚焦显微镜的载物台上，样品重量为0.001kg~10kg，打开激光共聚焦显微镜操作界面，在同一平面内X和Y方向上0mm~100mm距离内, 进行连铸坯表面振痕深度和间距的扫描测量。因激光共聚焦显微镜可进行任意点的扫描测试，前述的0mm表示扫描的起始点。

2）采用激光共聚焦显微镜短波长光源，实现X和Y方向0mm~100mm距离内高速扫描，得到0.01μm ~0.12μm线宽及间距的平面分辨率，利用点扫描技术对样品进行二维或三维空间上的点分解，并利用激光束对点扫描技术分解的点进行逐点逐行扫描成像，最后通过analySIS? AUTO标准金相分析软件观测，组合成整体二维或三维图像。

3）选取连铸坯表面振痕上的任意位置，对其深度进行多点测量，并对检测数据进行统计分析，Z向分辨率为0.01μm~0.10μm。

本发明的优点在于，该技术能够获得精准的连铸坯振痕深度和清晰的二维、三维振痕形貌图像，可从整体上观测分析连铸坯表面的振痕深度和间距。该方法适用于板坯、方坯、异型坯等各类钢种连铸坯表面振痕深度、宽度等参数的检测分析，是一种操作方便，测量精度高的检测分析方法。

附图说明

图1为超低碳钢SWRM6铸坯表面振痕试样。

图2为超低碳钢SWRM6铸坯表面振痕三维形貌。

具体实施方式

实施例1：

本发明可在首钢超低碳钢种SWRM6连铸坯表面振痕的检测分析中得到应用。超低碳钢SWRM6的铸坯横截面为160mm×160mm。首钢超低碳钢SWRM6连铸坯表面振痕的检测分析具体步骤为：

1）将超低碳钢SWRM6连铸坯表面机械加工成200mm×160mm×10mm形状的样品，把超低碳钢SWRM6连铸坯振痕样品放在激光共聚焦显微镜的载物台上，样品重量为6kg，打开激光共聚焦显微镜操作界面，在同一平面内X和Y方向上100mm距离内进行超低碳钢SWRM6连铸坯表面振痕深度和间距的扫描测量。

2）采用激光共聚焦显微镜短波长光源，在超低碳钢SWRM6连铸坯表面实现X和Y方向100mm距离内高速扫描，得到0.10μm线宽及间距的平面分辨率，利用点扫描技术对样品进行三维空间上的点分解，并利用激光束对点扫描技术分解的点进行逐点逐行扫描成像，最后通过analySIS? AUTO标准金相分析软件观测，组合成整体二维或三维图像。

3）选取超低碳钢SWRM6铸坯表面振痕上的任意位置，对其深度进行多点测量，并对检测数据进行统计分析，Z向分辨率为0.06μm。